基于膜及其集成过程的中药“绿色浓缩”技术研究进展、关键科学问题与对策

中药工业能耗惊人,能耗的重头浓缩工段的蒸汽耗量约占全厂的60%左右,甚至更高。膜浓缩技术具有"能耗小、成本低"的重要优势,但因不同膜过程本身技术原理所造成的各自缺陷,而受到制约。引进国际先进的膜集成设计策略与方法,针对有望适用于中药物料浓缩需求的"反渗透与膜蒸馏集成"的技术关键——浓缩过程对中药物料流变性的劣化及其对膜传质作用的拮抗,以代表性中药复方为实验体系,借鉴流变学理论与计算流体力学(CFD)手段,通过工艺过程动态精密分析,建立"时间-物料流变学特征-膜传质过程"三维模型;融合多学科手段,探索中药物料流变学规律及其对膜浓缩过程的影响,阐述膜浓缩过程对中药物料的传质作用及机制,寻找临界渗透压(反渗透过程)与临界通量(膜蒸馏过程)2个关键工艺参数的平衡点,探索"反渗透"与"膜蒸馏"2种膜过程的优化组合方案。破解膜浓缩工艺中药行业产业化的技术瓶颈,为其成套技术设备研制及工艺设计提供支撑,促进中药制药工程理论和技术创新。     

α-细辛脑经干粉吸入给药后在大鼠体内的药动学研究

研究α-细辛脑经干粉吸入给药后在大鼠体内的药代动力学特征和绝对生物利用度,并与灌胃给药,静脉注射给药进行比较。建立大鼠血浆中α-细辛脑的HPLC检测方法。考察大鼠分别经干粉吸入(20 mg·kg-1),灌胃(80 mg·kg-1),静脉注射(20 mg·kg-1)给予α-细辛脑后血药浓度变化。采用DAS 2.0软件计算药动学参数,根据各给药途径的AUC(0-t)及给药剂量,计算α-细辛脑经干粉吸入和灌胃后的绝对生物利用度。结果显示α-细辛脑在质量浓度为0.282~14.1 mg·L-1呈良好的线性关系(r=0.999 4);检测下限为0.212 mg·L-1。大鼠经干粉吸入,灌胃和静脉注射给予α-细辛脑后,α-细辛脑在大鼠体内的代谢过程分别符合一室模型,二室模型和三室模型;消除半衰期分别为(95.48±48.28),(66.99±29.76),(64.34±27.59)min。按生物利用度公式计算,α-细辛脑经干粉吸入给药和灌胃给药后绝对生物利用度分别为78.32%,33.60%。研究表明采用干粉吸入方式给药可延长α-细辛脑药物消除半衰期并显著提高绝对生物利用度,为其干粉吸入剂的制备打下了理论基础。     

黄芩苷乙基纤维素微球鼻腔给药系统的制备研究

该研究采用乳剂-溶剂挥发法制备了黄芩苷乙基纤维素鼻用微球。所得微球圆整度好, 载药量及包封率分别为(33.31±0.045)%, (63.34±0.11)%, 微球平均粒径37.08 μm。XRD结果表明黄芩苷在微球中以结晶状态存在但结晶度较原料药有所降低。DSC结果证实药物被包裹于载体内部, 而不同于简单的物理混合物。 粉末流动性测试显示微球特别流动能为3.57 mJ·g;在正应力为15 kPa时, 空气以2 mm·s的速度通过微球粉末时气压降值为0.222 kPa。体外释放试验研究结果显示黄芩苷原料药7 h累积释放接近90%, 而黄芩苷微球只达75%, 表明微球具有一定的缓释作用。对前7 h释放曲线进行模型拟合, 结果显示黄芩苷原料药释放符合一级模型(R =0.990 4), 微球释放符合Riger-Peppas模型(R =0.961 2)。离体兔鼻黏膜渗透实验显示微球在7 h时单位面积累计释放量是黄芩苷原料药的1.56倍, 为下一步体内药动学研究提供了依据。     

去氢骆驼蓬碱醇质体的制备及处方优化

目的:制备去氢骆驼蓬碱醇质体并对其处方进行优化,为该药物的后续研究与开发提供参考。方法:采用乙醇注入法制备去氢骆驼蓬碱醇质体,以乙醇体积分数、卵磷脂用量、卵磷脂与胆固醇的用量比为考察因素,以粒径,Zeta电位和包封率为评价指标,应用三因素五水平星点设计-效应面法对去氢骆驼蓬碱醇质体的处方进行优化,并考察该制剂的初步稳定性。结果:最佳处方为去氢骆驼蓬碱0.03%,蛋黄卵磷脂1.13%,卵磷脂-胆固醇(41.55∶1),乙醇体积分数28%。制得的醇质体大小均一、圆整、分散均匀,包封率、粒径及Zeta电位平均值分别为79.0%,124.8 nm,-57.1 m V。结论:去氢骆驼蓬碱醇质体制备工艺简单、处方设计合理、稳定性较高,为进一步探讨该制剂的皮肤给药奠定了基础。     

超滤-反渗透集成工艺浓缩黄芩水提液的可行性

目的:探讨超滤-反渗透浓缩黄芩水提液的可行性。方法:黄芩水提液经离心、超滤及反渗透处理,通过HPLC特征图谱考察处理前后黄芩水提液中主要化学组成的变化,流动相甲醇(A)-0.05%磷酸水溶液(B)梯度洗脱(0~35 min,40%A;35~75 min,60%A),检测波长280 nm。考察反渗透膜的清洗液(碱液、酸液、十二烷基苯磺酸钠溶液及纯水)。结果:浓缩4 h后,经预处理的药液浓缩倍数为3.2倍,通量衰减了67.64%;未经预处理的药液浓缩倍数为1.6倍,通量衰减了85.35%。浓缩后药液中黄芩苷质量浓度由1.03 g·L-1增至8.87 g·L-1。各试液相似度均0.99,说明浓缩前后样品的相似性良好。采用不同清洗液清洗时,反渗透膜的通量恢复率依次为87.73%,81.50%,67.65%,93.35%,选择纯水清洗反渗透膜。结论:超滤-反渗透集成工艺化学成分保留率、浓缩效率高,适用于黄芩水提液的有效浓缩。     

反渗透浓缩对四逆汤物料体系理化参数的影响及其相关性研究

目的：通过研究反渗透过程对中药复方物料体系理化参数、渗透压的影响及其相关性,探索复方体系反渗透工艺设计新方法。方法：以四逆汤为模型药物,配成高、中、低3种浓度的物料,分别经5万相对截留分子质量超滤膜预处理后,过反渗透膜,测定各样品的黏度、浊度、电导率、盐度、TDS、pH及渗透压,考察各理化参数之间及其各自与渗透压的相关性。并以HPLC特征图谱考察样品反渗透前后主要化学组成的变化。结果：各样品电导-渗透压、盐度-渗透压、TDS-渗透压3组参数之间的线性相关系数分别为0.963 8,0.932 7,0.973 7;反渗透浓缩液与其超滤液的HPLC特征图谱相似度高达0.968以上（除低浓度组外）。结论：各样品体系的电导、盐度和TDS 3种理化参数与渗透压存在显著的相关性;盐度、电导、TDS三者之间亦显著线性相关。四逆汤物料体系经过反渗透过程后的浓缩液比较完整的保留了原化学组成。     

中药水提液在反渗透膜过程中渗透压与电导率相关性模型的构建

目的:构建中药水提液在反渗透膜处理过程中渗透压与电导率的相关性方程模型。方法:通过对黄芩、栀子、六味地黄丸等25个单、复方中药水提液体系在反渗透膜过程中渗透压(π)与电导率(e)的相关性分析,以药液质量浓度为桥梁,提出渗透压-电导率相关性模型,选择栀子、六味地黄丸水提液加以验证。结果:中药水提液e在0.78~7.26 ms·cm-1时,与其相应的渗透压具有良好的线性关系(R2=0.964 2);栀子水提液渗透压与电导率在反渗透膜过程中具有相似的变化规律,且二者均与药液质量浓度呈正相关。栀子水提液在25~250 g·L-1时符合方程π=0.088 0e-0.050 1,六味地黄丸水提液在25~125 g·L-1时符合方程π=0.368 4e-0.118 9,计算值与实测值均无显著性差异。结论:构建的中药水提液渗透压与电导率的相关性模型具有一定的适应性,为中药反渗透膜过程实现渗透压在线检测提供简单、有效、可靠的手段。